國際在線消息（記者 阮明藝）：1月初，在中國南方廣東省江門市，中國科學(xué)院高能物理研究所主導(dǎo)的又一大型中微子科學(xué)實驗站啟動建設(shè)，以精確測量中微子混合參數(shù)。在構(gòu)成我們物質(zhì)世界的12種粒子中，中微子占據(jù)了四分之一。
反物質(zhì)是不少科幻小說和電影里出現(xiàn)頻率極高的概念，難以捕捉的“幽靈粒子”中微子也是許多科學(xué)愛好者常常討論的話題之一。但是您知道這兩個讓人感覺神秘莫測的概念之間有著千絲萬縷的聯(lián)系嗎？近日走訪中科院高能物理研究所時，中微子理論專家邢志忠研究員告訴記者，反物質(zhì)的消失可能與中微子的衰變有關(guān)聯(lián)：“按照標準的大爆炸理論，宇宙最初產(chǎn)生的時候物質(zhì)與反物質(zhì)是等量出現(xiàn)的，但是我們現(xiàn)在在可觀測的宇宙的10的4次方光年以內(nèi)只看到了物質(zhì)，沒有看到原初的反物質(zhì)，那么原初的反物質(zhì)去哪兒了呢？我們需要一個物理學(xué)的解釋。那么根據(jù)我們現(xiàn)在的理論，中微子在宇宙早期的時候，它的衰變可能會造成相關(guān)的反物質(zhì)隨著宇宙的不斷演化和冷卻而減少，逐漸消失，只剩下物質(zhì)。我們現(xiàn)在初步判斷它們之間是有關(guān)聯(lián)的，但還需要未來的實驗來驗證這一點?！?/p>
中微子的衰變導(dǎo)致反物質(zhì)消失，那中微子到底是什么樣的？目前，有關(guān)中微子質(zhì)量順序的研究，已成為國際物理學(xué)界的熱門課題。日本、美國、歐洲、印度、韓國等5個國家有7個實驗正在計劃或已進行這方面的研究。中國科學(xué)院高能物理研究所已經(jīng)開展了有關(guān)中微子性質(zhì)研究的一系列實驗。2007年，位于廣東大亞灣核電站的中微子實驗基地開建。該實驗項目的國際合作組發(fā)言人、中科院高能物理研究所的曹俊研究員介紹說，在設(shè)計、建設(shè)之初，大亞灣中微子實驗就在亮度、探測器精度、地理位置等各方面占據(jù)優(yōu)勢，該實驗在運行取數(shù)后不久就發(fā)現(xiàn)了中微子的第三種振蕩模式：“2011年底開始取數(shù)，只用了55天的數(shù)據(jù)就發(fā)現(xiàn)新的中微子振蕩，引起國際上的很大關(guān)注。我們發(fā)表的（相關(guān)的）第一篇文章，到目前接近3年被引用了一千多次。”
曹俊介紹說，中微子的三種振蕩模式，其中兩種已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)和實驗證實，但第三種振蕩卻一直未被發(fā)現(xiàn)，甚至有理論預(yù)言其根本不存在。大亞灣中微子實驗結(jié)果表明，中微子第三種振蕩存在，精確測量到其振蕩幾率為9.2%。這一科研成果在2012年被《科學(xué)》雜志評為當年的十大科技突破，這也是《科學(xué)》雜志在近二十年的評選過程中，第一次有中國的基礎(chǔ)研究成果入選。
中微子的三種振蕩模式已全部被證明，測量中微子的質(zhì)量順序，成為中微子下一步研究的重點。2015年1月中國在廣東江門開建第二個中微子實驗站，瞄準的就是這一目標，這一實驗站將要測量三種中微子哪個重哪個輕，它們的性質(zhì)如何。中國科學(xué)院高能物理研究所所長王貽芳介紹說，江門中微子實驗站將在地下700米深處建一個超大型的探測器，即一個直徑35米，厚12厘米的有機玻璃球。這個用來捕捉中微子的探測器將是世界上能量精度最高、規(guī)模最大的液體閃爍體探測器，將大大提高捕捉“幽靈粒子”中微子的水平：“探測中微子最基本的方法就是讓中微子和我們的探測器的材料發(fā)生相互作用，發(fā)生作用以后，這個材料就會發(fā)光，我們在液體閃爍體的外面裝了光電探測器，所以它產(chǎn)生了光以后，光子就會到達這個光電探測器，光電探測器就會把這個光轉(zhuǎn)換為電信號，通過電纜把電信號給輸出來。”
目前，江門中微子實驗已經(jīng)吸引了世界科學(xué)界的強烈關(guān)注，目前組建的國際合作組，已有中國、意大利、法國、德國、俄羅斯等國家和地區(qū)的320多位研究人員參加實驗。該計劃2020年投入運行并開始物理取數(shù)，將運行至少20年。除了用來尋找神秘的反物質(zhì)，未來江門中微子實驗站的巨型探測器，也將是一個大型的中微子望遠鏡，通過捕捉太陽發(fā)射的中微子，來了解太陽實時的活動情況。通過這一系列的實驗，人們正在慢慢地走近中微子這個小小的粒子，并通過這小小的粒子，來探尋我們生活的物質(zhì)世界的奧妙。
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